חושים זה לא מה שהיה פעם

"לפעמים מדענים מגלים דברים בלי כוונה, וזה מה שקרה גם הפעם", אומר איאן מורגן (Morgan), ביולוג של התא מהאוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה, שמחקריו בתחום הראייה משפיעים על האופן שבו מדינות מתכננות את ימי הלימודים בבתי הספר שלהן.

באמצע שנות התשעים הוא חקר את האינטראקציה בין המוליך העצבי דופמין והמעגלים העצביים ברשתית. בחיפושיו אחר מאמרים רלוונטיים, הוא נתקל שוב ושוב במחקרים העוסקים בקוצר ראייה. כשהתפנה לו מעט זמן, הוא החליט להתעמק בזה.

"גיליתי שני דברים", אומר מורגן. "היו ראיות חזקות מאוד לכך שבחלקים שונים בעולם יש עלייה גדולה בהיקרות קוצר הראייה. הממצא הזה לא התאים למה שכתוב בספרי הלימוד– שקוצר ראייה הוא תופעה גנטית. אז תייקתי לי את המידע הזה. והדבר השני, שאפילו חלק מרופאי העיניים אינם מכירים בו: כשיש לך קוצר ראייה קל, צריך פשוט לתקן את הבעיה בעזרת משקפיים, עדשות מגע, ולפעמים גם ניתוח לייזר. אבל במקרים חמורים של קוצר ראייה, יש שורה שלמה של דברים אחרים שקורים לך". במקרים האלה, קוצר הראייה מוביל לשינויים ביולוגיים שעלולים לגרום פגיעה בלתי הפיכה בראייה. לעתים הפגיעה חמורה כל כך שהאדם נחשב עיוור על-פי חוק. "חשבתי לעצמי, זה עניין מדעי ביסודו, אבל יכול להיות שזה גם עניין בריאותי ממש חשוב".

בחזית המדע: מה גורם לחושים להשתבש, איך הסביבה המודרנית עלולה להטעות אותם, ודרכים חדשות להתמודדות עם הבעיות האלה

התשובות שמורגן מצא בסופו של דבר התווספו למצבור הולך וגדל של ידע באשר לפעולתם של החושים: מה גורם להם להשתבש, איך הסביבה המודרנית עלולה להטעות אותם, ודרכים חדשות להתמודדות עם הבעיות האלה. לעתים קרובות, החוויות החושיות שלנו הן עשירות מאוד ומשתלטות עלינו, למשל כשאנו אוכלים קינוח מושחת, מביטים בנוף מהמם, עומדים בהופעת רוק מסעירה, מחבקים אדם אהוב, או מתפתלים מכאב של פציעה. במקרים אחרים, החושים שלנו פועלים באופן בלתי מורגש, למשל כשאנו צועדים אוטומטית בדרך הקבועה לעבודה, בעודנו שקועים במחשבות.

החושים שלנו משפיעים על בריאותנו, על ה"כושר" המוחי שלנו, ואפילו על תפישת המציאות שלנו. אם נבין לעומק איך מתנהלת האינטראקציה שלנו עם העולם, ניטיב לדעת מה עלינו לעשות, כפרטים וכחברה, כדי לקבל חוויה מלאה יותר של היקום ושל עצמנו.

אישה בבדיקת עיניים בקמרון. תצלום: וולינגטון רודריגס

מבט נוסף

שיעורי קוצר הראייה עולים מאז תחילת המאה העשרים. באזורים מסוימים בְּמזרח ובדרום-מזרח אסיה, שיעור קצרי הראייה בקרב הצעירים עומד כבר עכשיו על 80 אחוז או יותר ול-10-20 אחוז או יותר מהם יש קוצר ראייה חמור. יש קשר ברור בין קוצר ראייה לעלייה בעומס במטלות בית הספר, אבל הקשר הזה אינו מסביר את הופעתה של התופעה באזורים מסוימים בלבד. מורגן מציין, לדוגמה, שהאוסטרלים משכילים יחסית, אבל שיעורי קוצר הראייה שלהם נמוכים. "הייתה לנו השערה לא מבוססת שזה קשור לאורח החיים של האוסטרלים, שמבלים הרבה מחוץ לבית", הוא אומר. הוא ועמיתתו קתרין רוז (Rose) מהאוניברסיטה הטכנולוגית בסידני, מצאו שבקרב ילדים המבלים זמן רב יותר בחוץ יש שיעור נמוך יותר של קוצר ראייה. אבל המנגנון האחראי לכך לא זוהה. חוקרים אחדים טענו שקריאה ממושכת מאריכה את גלגל העין, או שההתבוננות למרחקים מגינה עליו. יש חוקרים שטוענים כי וויטמין די, שהחשיפה לשמש מייצרת, מטיב עם העיניים.

מחקריו של מורגן לימדו אותו שני דברים: אור שמש מייצר דופמין בעין, ודופמין מונע קוצר ראייה. מחקרים אחרים מאששים את הטענה שאור שמש חזק עוזר לעיניים להתפתח לצורתן הרצויה; שמשך הזמן שמבלים במקומות סגורים (לאחר שמביאים בחשבון את משתנה משך הקריאה), מאפשר לנבא קוצר ראייה; וששיעור קוצר הראייה בקרב בעלי חיים שנחשפים לאור חזק, אפילו בלי הקרינה העל-סגולה שמפיקה ויטמין די, נמוך יותר. מאז נערכו מחקרים בהיקף גדול בקרב תלמידי בית ספר בניסיון לבחון טיפולים אפשריים: במחקר בן שלוש שנים בסין, הארכת משך ההפסקות בארבעים דקות הפחיתה את שיעורי קוצר הראייה ב-23 אחוז, ובמחקר בטייוואן, נעילת התלמידים מחוץ לכיתות בזמן ההפסקה הפחיתה את שיעור קוצר הראייה ב-53 אחוז. מורגן מעריך שבגיל 3-25 אנו זקוקים לשעתיים עד שלוש ביום של שהייה באור השמש כדי להגן באופן מיטבי על הראייה שלנו.

כמו חוקרים העוסקים בבעיות אחרות של תפישה חושית, אחדים מחוקרי קוצר הראייה פונים לטכנולוגיות חדשות. ניסויים בתיבות אור אלקטרוניות מניבים תוצאות מבטיחות. עדשות "אורתוקרטולוגיה" המורכבות בזמן השינה עשויות לעזור בשינוי מבנה גלגל העין, וטיפות אטרופין לעיניים משפיעות לעתים על צמיחת העין ומאיטות את התפתחות קוצר הראייה – אבל לא ברור אם הטיפולים הללו בטוחים בטווח ארוך. מורגן עובד גם על תכנון כיתת לימוד דמוית-חממה, אבל בנייתה עלולה להיות יקרה, כיוון שהיא דורשת אמצעי מיזוג נוספים. "הדרך הזולה ביותר לחשוף ילדים לאור שמש היא פשוט להוציא אותם החוצה", הוא אומר. ועדה לאומית המליצה לבתי ספר טייוואניים להכריח את התלמידים לבלות זמן רב יותר בחוץ, והממשלה שוקלת להכניס את שיעור קוצר הראייה בקרב התלמידים לרשימת מדדי הביצוע הבית ספריים שלה.

לקלף את הראייה

הרגלי התאורה של העולם המודרני מובילים לשורה נוספת של בעיות. ראשית, התאורה המלאכותית משאירה אותנו ערים. מאמר שפורסם לאחרונה מצא שחשיפת עכברים לתאורה מתמשכת במשך 24 שבועות שיבשה את המקצב הצירקדי שלהם, מה שגרם לדלקת והחליש את רקמת השריר. שיבוש מחזורי היממה שלנו עלול לייצר אפקט דומינו ביולוגי.

חוקרי מוח לא רק צוברים ידע רב יותר בנוגע לתקשורת בין הקלט החושי למוח ולשאר הגוף, אלא גם משתמשים בידע הזה כדי לעזור לפתח כלים חדשים למען אנשים הסובלים מליקויים חושיים

חוקרי מוח לא רק צוברים ידע רב יותר בנוגע לתקשורת בין הקלט החושי למוח ולשאר הגוף, אלא גם משתמשים בידע הזה כדי לעזור לפתח כלים חדשים למען אנשים הסובלים מליקויים חושיים. מיליון וחצי איש איבדו את ראייתם בגלל "רטיניטיס פיגמנטוזה", הידרדרות התאים קולטי האור ברשתית – תאים שממירים את האור לאותות הנשלחים למוח. קבוצות חוקרים שונות מפתחות "עיניים ביוניות", בהן הקבוצות Second Sight בארה"ב, Retina Implants בגרמניה, Pixium Vision בצרפת, ו-Bionic Vision באוסטרליה. בכל הגרסאות האלה, מצלמה המותקנת על זוג משקפיים שולחת אות למחשב קטן, שגם אותו לובשים המטופלים, מחשב שבתורו שולח אות למערך של אלקטרודות הנמצאות על הרשתית או מאחוריה. כשהאלקטרודות פעילות, המטופלים רואים הבזקים קטנים של אור הנקראים "פוספנים". עשרות אלקטרודות בלבד אינן מסוגלות לאפשר זיהוי פנים או קריאה, אבל הן עשויות להקנות למטופלים יכולת ניווט בסיסית.

לראות בהיר, לראות רחוק. תצלום: Yoal Desurmont

נייג'ל לוֹבֶל (Lovell), מהנדס ביו-רפואי מאוניברסיטת ניו סאות' ויילס בסידני, התחיל לפתח את מכשיר הראייה הביוני שלו לפני עשרים שנה. הדור הנוכחי של המכשיר נמצא כעת בבדיקות טרום-קליניות. לובל עובד גם על טיפולים גֶנטיים שיהיה ניתן לשלב בעיניים הביוניות. רוב הטיפולים הגנטיים מנסים להשתמש בווירוס שהונדס במיוחד כדי להגניב גנים לתוך תאים, אבל הגישה הזאת מייצרת בעיות רגולטוריות. אז לובל בוחן אפשרויות המבוססות על אלקטרופורציה - שיטה המשתמשת בפולסים חשמליים כדי להגביר את "נכונותם" של נוירונים לקלוט קטעי דנ"א חיצוניים. מה שיעודד אותם להתחבר לאלקטרודות המושתלות וישפר את התקשורת בין המוח למכונה.

באמצעות טיפולים גנטיים אפשר גם לתקן תאי רשתית פגומים באופן ישיר. בדצמבר אישר ה-FDA, מִנהל המזון והתרופות האמריקני, את הטיפול הגנטי הראשון למחלה גנטית: לוּקסטוּרנה, תרופה שפותחה על-ידי חברת Spark Therapeutics ובית החולים לילדים של פילדלפיה. במסגרת הטיפול, וירוס מחדיר גרסה תפקודית של גן RPE65 לתוך התאים קולטי האור. מתבגר שקיבל את הטיפול אמר ל-FDA שהוא רואה את שמי הלילה בפעם הראשונה בחייו.

מרבית העיוורים בעולם – אוכלוסייה המונה 36 מיליון איש – איבדו את הראייה מסיבות שאינן קשורות לרשתית, כמו קטרקט או גלאוקומה. עבורם, קבוצת Second Sight מפתחת מכשיר הדומה לעין הביונית, אלא שהוא עוקף את העין ואת העצב האופטי לחלוטין. המכשיר מפעיל מערך של אלקטרודות המושתלות בקליפת הראייה (visual cortex), אזור מוחי שנמצא באחורי הראש ומעבד את הקלט מהעיניים. קבוצה אחרת, מהמכון הטכנולוגי של אילינוי, קיבלה 12 מיליון דולר מהמכונים הלאומיים לבריאות של ארצות הברית כדי לפתח מכשיר שישדר באופן אלחוטי לאלף אלקטרודות הנמצאות בקליפת הראייה. ו-DARPA, סוכנות הפיתוח הטכנולוגי של צבא ארה"ב, השיקה לאחרונה תוכנית "עיצוב מערכות הנדסה עצבית" (NESD), שבמסגרתה ניתן מימון לשש מעבדות שונות השוקדות על פיתוח מערכות שיתקשרו עם מיליון נוירונים בבת אחת. מערכות אלה אמורות לשקם כושר ראייה או כושר שמיעה שאבדו.

השתלת חומרה בגלגל העין או במוח אינה הכיוון היחיד לפתרון בעיות של אובדן הקלט החושי. גישה מסקרנת אחרת מחליפה חוש אחד באחר. ב-1969 תיאר פול באך-אי-ריטה (Bach-y-Rita) שורת ניסויים שבהם שישה נבדקים עיוורים ישבו בכיסא של מרפאות שיניים, שעל המשענת שלו הותקן מערך של 400 בליטות חדות, במיוחד עבור הניסוי. הנבדקים שלטו במצלמת טלוויזיה שהותקנה על הכיסא, והמצלמה שלחה אותות למערך הבליטות. האלקטרומגנטים שבקצות הבליטות רטטו כנגד גבם של הנבדקים בהתאם לבהירותו של כל פיקסל. אחרי שעות תרגול ספורות, הנבדקים – שחמישה מהם היו עיוורים מלידה – למדו לזהות שורה של עצמים (טלפון, סוס צעצוע) וכן את האנשים האחרים שבחדר. הם ידעו לומר על דעת עצמם שמה שהם תופשים בחושיהם אינו נמצא בגבם, אלא מולם. הם למדו לראות – בעזרת העור.

כיסא של מרפאות שיניים אינו מכשיר נייד, אבל ב-1998 ייסד באך-אי-ריטה חברה שמוכרת כיום גרסה פונקציונלית יותר של המכשיר: BrainPort. מצלמה קטנה המותקנת על זוג משקפיים שולחת אותות למערך של 400 אלקטרודות שהמשתמש שם על הלשון, איבר הרבה יותר רגיש מאשר הגב. הפה של המשתמש מנחה את עיניו, והוא יכול לנווט בין חדרים ולאתר עצמים מוכרים.

אתגר למוח: קליניקת קליבלנד לבריאות המוח, בניין בלאס-וגאס, נוודה. תצלום:Nick Fewings

המוח מיומן כל כך בפירוש קלטים, שמהנדסים וחוקרי מוח מנסים לייצר תותבות שיקנו לנו חושים חדשים לחלוטין ויאפשרו לנו לחוות כל מיני דברים חדשים

מוצר נוסף בשם vOICe [שם הנשמע באנגלית כמו 'הו, אני רואה!] הופך תמונות ממצלמה לפרצי קול של שנייה אחת. הפיקסלים מקודדים לפי תדר קול (המיקום האנכי), תזמון (המיקום האופקי, שמאל-ימין) ועוצמה (בהירות). בעזרת המכשיר הזה אפשר ללמוד לזהות דפוסים רווחים לפי הצלילים שהתמונה שמול המשתמשים מפיקה.

מכשירים כגון אלה מצליחים לסייע למשתמשים מכיוון שהמוח הוא איבר גמיש מאוד ואזוריו השונים יכולים ללמוד לנצל מידע מועיל. חוקרים מצאו שאחרי חמישה ימים עם כיסוי עיניים, שבמהלכם מבצעים הנבדקים שורה של מטלות המתבססות על מישוש, כמו קריאת כתב ברייל, החל חוש המישוש להפעיל את קליפת הראייה של הנבדקים. למעשה, לנוכח יכולתה של קליפת הראייה להמשיך לתפקד ללא תלות בקלט חושי ספציפי, יש חוקרים הטוענים שצריך לשנות את שמה ל"קליפה המרחבית" (spatial cortex).

המוח מיומן כל כך בפירוש קלטים, שמהנדסים וחוקרי מוח מנסים לייצר תותבות שיקנו לנו חושים חדשים לחלוטין ויאפשרו לנו לחוות כל מיני דברים, החל משדות מגנטיים (באמצעות השתלה של מצפן פנימי) וכלה במחשבותיו של אדם אחר (המשודרות באופן אלקטרוני מאלקטרודות במוחו של אדם אחד לאלקטרודות במוחו של אדם אחר – במילים אחרות, טלפתיה). למה להסתפק במציאת פתרון לעיוורון כשאפשר להעניק לאדם ראיית רנטגן?

הקול פתיר

לא רק את הראייה יכול המישוש להחליף, אלא גם את השמיעה. בעולם יש 360 מיליון איש הסובלים מאובדן שמיעה קשה. חלקם נעזרים בשתל קוכליארי (שבלולי) או במכשירי שמיעה, אבל עלות הניתוח והחומרה עלולה להגיע לשש ספרות, ורבים מבעלי מכשירי השמיעה נבוכים מכדי להסתובב איתם. חוקר המוח דייוויד איגלמן (Eagleman) מסטנפורד מקווה לעזור לאנשים האלה באמצעות הסטארט-אפ שלו, NeoSensory.

אחד המוצרים שאיגלמן מפתח נקרא VEST, אפוד ובו 32 מנועי רטט המקושרים למיקרופון ולמחשב. הוא חושב שבעזרת תרגול יוכלו לובשי האפוד להבין דיבור באמצעות הטורסו. השיטה הזאת נבדקת כעת בשטח על-ידי שתי ילדות עיוורות וחירשות (הווסט מופיע גם בעונה השנייה של סדרת הטלוויזיה "ווסטוורלד" של HBO, שבה משמש איגלמן יועץ מדעי).

אחד המשתמשים הראשונים שלנו נולד חירש. כשהוא ענד את הצמיד, הוא בכה. זאת הייתה הפעם הראשונה שהעולם התקרב אליו

חברת NeoSensory מפתחת גם צמיד בשם Buzz ובו שמונה מנועי רטט. המטרה היא לעזור לחירשים לחוש קולות שונים בסביבתם, כמו גלאי עשן, סירנות, נביחות כלבים ובכי של תינוקות. המכשיר גם יעזור להם לשמוע מוזיקה או צחוק של חבר וישפר קריאת שפתיים. "אחד המשתמשים הראשונים שלנו נולד חירש. כשהוא ענד את הצמיד, הוא בכה. זאת הייתה הפעם הראשונה שהעולם התקרב אליו", אומר איגלמן. גרסה שונה של הצמיד תעזור לאנשים המאבדים את היכולת לשמוע תדרים גבוהים לאחר גיל שבעים – בעיה המופיעה אצל אחד מכל שלושה בני אדם. במקרה זה, האוזן תעשה את רוב העבודה, אבל הצמיד יסייע בקליטת צלילים כמו ס' ו-ט'. "מתברר שדי קל למוח לשלב בין שני מקורות הנתונים האלה", אומר איגלמן.

משמיע קול: חצוצרן בפינלנד. תצלום: ארון בלנקו טחדור.

"פענוח של צלילים הוא אחת המשימות המסובכות ביותר שאנו דורשים מהמוח לבצע", אומרת נינה קראוס (Kraus), חוקרת מוח מאוניברסיטת נורת'ווסטרן, "כי היא דורשת תזמון ברמת המיקרו-שנייה, וזה הרבה יותר מהיר ממה שנדרש לעיבוד מידע חזותי במוח". צלילים מוגדרים על-ידי התפתחותם לאורך זמן. כדי להבין דיבור אנחנו צריכים לעבד עד 30 פונמות (יחידות דיבור) בשנייה, וכל אחת מהן עשוייה לשנות לגמרי את משמעות המילים שאנו שומעים. אנחנו יכולים גם לאתר את מקור הצלילים על-ידי זיהוי הבדלים דקים של עשר מיליוניות השנייה בזמני ההגעה לכל אוזן. לשם השוואה, הזמן שנדרש לנוירון כדי להפיק אות ארוך פי מאה.

בני נוער שעברו זעזוע מוח התקשו להבחין בין צלילים ורעש רקע. למשל, לדלות מילים מתוך רחשי דיבור במסיבה. גם שילדים עם אוטיזם מתקשים לעבד גובה צליל ואינטונציה בדיבור

"אתה בטח מתאר לעצמך שמערכת כזאת רגישה לשיבושים", אומרת קראוס. בני נוער שעברו זעזוע מוח התקשו להבחין בין צלילים ורעש רקע. למשל, לדלות מילים מתוך רחשי דיבור במסיבה. קראוס מצאה גם שילדים עם אוטיזם מתקשים לעבד גובה צליל ואינטונציה בדיבור, ולכן קשה להם להבחין, לדוגמה, בין הצהרות לשאלות. יכול להיות שהליקויים החברתיים והקוגניטיביים של האוטיזם הם שאחראים לשיבוש השמיעתי הזה, אבל לפי קראוס, יכול להיות גם ששגיאות השמיעה מעצימות את הבעיות החברתיות והקוגנטיביות.

ויש אנשים שהשמיעה שלהם תקינה לגמרי, פרט לעניין אחד: הם אינם מבחינים בין קולות שונים. מחקר שהתפרסם בשנה שעברה תיאר את הליקויים העצביים בשני מטופלים עם שני סוגים של פונָגְנוזיה, או חירשות דיבור. אחת הנבדקות סבלה מפונגנוזיה "אפרצפטיבית", כלומר היא לא יכלה לומר אם שני קולות שייכים לאותו אדם. כשהיא ניסתה לזהות קולות (אבל לא מילים בדיבור), האזורים הרגישים לקול בהמיספרה הימנית של מוחה היו פעילים פחות מאשר אצל אנשים אחרים. הנבדק האחר סבל מפונגנוזיה "אסוציאטיבית", ולא היה יכול לנקוב בשמותיהם של מפורסמים שאת קולותיהם שמע, אף שהם נשמעו לו מוכרים. כשמוחו ניסה לזהות קולות (אבל לא מילים בדיבור), הייתה אצלו פחות תקשורת בין האזורים הרגישים לקול בקליפת המוח ובאמיגדלה – אזור בעל תפקיד חשוב בעיבוד רגשי – מאשר אצל אנשים אחרים.

אין טיפולים יעילים לפונגנוזיה, אבל אם ניטיב להבין איך בני אדם מזהים קולות, אולי נוכל לעזור לאנשים הסובלים מההפרעה הנדירה הזאת. מכשירי שמיעה ושתלים קוכליאריים לא נועדו להעצים אותות שעוזרים להבחין בין קולות שונים, אומרת דרסי קלי (Kelley), ביולוגית שחוקרת תקשורת קולית באוניברסיטת קולומביה. סבתות, לדוגמה, עלולות להרים את הטלפון ולא להצליח לזהות את קולות הנכדים שלהן. זאת בעיה שאינה מקבלת די תשומת לב, אומרת קלי, אבל ככל שהאוכלוסייה תזדקן, וככל שנפתח עוד ועוד טכניקות חדשות בתחום הבינה המלאכותית ועיבוד האותות, ייתכן שזה ישתנה. מחקרי מוח בתחום זיהוי הקול יהיו בעלי תפקיד חשוב בחזית הזאת. ברגע שנדע מהם האותות השמיעתיים המאפשרים לנו להבחין בין קולות, אומרת קלי, נוכל לתכנן מחדש את הטלפונים ואת מכשירי השמיעה באופן שיינצל את הידע הזה.

שיחה במפגש משפחתי בסיוע שתל קוכליארי. תצלום: פיטר קלארק

לאתר את הכאב

ב-2016, 11.5 מיליון אמריקנים עשו שימוש מוטעה בתרופות מרשם אופיואידיות (משככי כאבים) ויותר מ-40,000 מתו ממנת יתר של תרופות אלה. העלות הכלכלית של המשבר הזה מוערכת בחצי טריליון דולר. ברור שאנו זקוקים לשיטות מוצלחות יותר להקלת כאב. למרבה הצער, אין במוח אזור אחד מובהק שבו המחקר צריך להתמקד. היבטים שונים של כאב – המקום, העוצמה, ההקשר, ההשפעה הרגשית של הכאב – מעובדים באזורים שונים במוח. הפעילות העצבית המתרחשת באדם הסובל מכאב באחת הגפיים דומה להפליא לזו המתרחשת באדם החווה כאב פנטום ביד או ברגל שאיבד, ולזו המתרחשת באדם החווה גירוי כאב רגיל, אבל אינו מסוגל לחוש את הכאב עצמו בגלל בעיה גנטית. כאב, כמו יופי, הוא חוויה סובייקטיבית, אומר אלן בסבאום (Basbaum), חוקר מוח מאוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו. כששני אנשים מתבוננים בציור של מונדריאן, הרשתיות וקליפות הראייה שלהם עשויות להגיב באותו אופן, אבל "את אחד מהם הציור מרגש, כי הוא מכיר את מונדריאן ומוכן להשקיע 15 מיליון דולר ברכישת היצירה", אומר בסבאום, "והאחר מביט בו לרגע וממשיך הלאה באדישות".

האתגר בטיפול בכאב הוא להשפיע רק על מקור הכאב, ולהשפיע רק על הכאב ולא על שום תחושה אחרת

בסבאום חושב שיש לעצור כאב עוד לפני שאותות הפציעה מגיעים למוח. יש כאן שני קשיים לפחות – להשפיע רק על מקור הכאב, ולהשפיע רק על הכאב ולא על שום תחושה אחרת. אספירין כושל בקושי הראשון, נובוקאין כושל בקושי השני. בסבאום אומר שבהרצאה שנתן בנושא משככי כאבים, מישהו בקהל התנצל על שאלה טיפשית: "איך האספירין יודע לאן ללכת?" "ואני אמרתי, 'זאת שאלה מצוינת!'" מספר בסבאום. "לאספירין אין שום מושג לאן ללכת!"

קרסול וגידים: יודעים לכאוב. תצלום: נינו ליבראני.

בסבאום מצביע על ארבע אסטרטגיות שחוקרים שונים בוחנים כעת. הראשונה, טיפולים גנטיים, היא האסטרטגיה שהוא עצמו חוקר. בהפרעות כאב, הנוירונים המייצרים את אותות הכאב נעשים בלתי "מעוכבים", כלומר הם מתחילים לגרום כאב בלי סיבה ממשית. באמצעות וירוסים אפשר להחדיר לנוירונים גנים שמבטאים את החלבונים המעכבים את האותות האלה. האסטרטגיה השנייה היא הפיכת תאי גזע לנוירונים חדשים שיחליפו את הנוירונים המשובשים. האסטרטגיה השלישית עוסקת בחסימת תעלת הנתרן Nav1.7 voltage-gated sodium channel – מנגנון המצוי בריכוז גבוה בקולטני הכאב ומסייע לנוירונים לירות. ייתכן שתרופה תוכל לחסום את התעלה הזאת בלי להפריע לתעלות האחרות שאנו זקוקים להן כדי לקלוט מידע מחוש המישוש. האסטרטגיה הרביעית עוסקת בנוגדנים חדשניים. חלבונים אלה גדולים מכדי לעבור את מחסום הדם-מוח ולכן לא ישפיעו על תפקוד המוח, אבל אפשר לכוון אותם אל הפפטידים שגורמים לכלי הדם להתרחב בזמן מיגרנה או אל גורמי הגידול העצביים שמעודדים דלקות אצל החולים בדלקת מפרקים ניוונית.

בסבאום מוסיף שייתכן כי יש אסטרטגיה חמישית – היפנוזה. הוא מציין מקרים שבהם מטופלים דיווחו על תחושה עזה לאחר היפנוזה, בלי לחוש את הכאב שאמור להתלוות אליה. זוהי עדות נוספת לדרכים המשונות שבהן כאב נוצר במוח.

חתירה למגע

כפי שראינו, קשה למדי לכוון לתחושות בלתי רצויות ספציפיות ולשכך אותן. אבל קשה לא פחות להחליף תחושות שאבדו לנו. כשני מיליון אמריקנים איבדו יד או רגל – בדרך כלל בגלל סוכרת, מחלות עורקים או חבלה גופנית – וחוקרים מפתחים כעת שיטות להחלפת גפיים, באמצעות תותבות רובטיות שאפשר לשלוט בהן באמצעות מגע ואף לקבל מהן אותות מגע. לגפיים תותבות אפשר להוסיף חיישנים מכניים המזהים לחץ – על קצה האצבע, למשל – או תנוחת מפרק, ויש מספר דרכים לשדר את המידע שהן מייצרות אל האדם שהן מחוברות אליו. אפשר לשים אלקטרודות או מנועי רטט על העור ליד התותבת. אפשר לעטוף את הנוירונים הנותרים באיבר באלקטרודות, להחדיר את האלקטרודות לתוכם, או למקם אותן בקליפת המוח הסומטוסנסורית.

בנאום מצב האומה שלו ב-2015 שיבח הנשיא ברק אובמה את המאמצים שמשקיעה סוכנות DARPA ב"יצירת תותבות מהפכניות, כדי שחייל שהקריב את זרועותיו למען ארצו יוכל לשוב ולשחק תופסת עם ילדיו". אחד הפרויקטים של DARPA נקרא Hand Proprioception and Touch Interfaces, או HAPTIX, ובמסגרתו מומן מחקר באוניברסיטת קייס וסטרן, שם עובדים חוקרים עם אדם שאיבד את ידו הימנית בתאונה במפעל. חיישני כוח על שלושה מקצות האצבעות של כף ידו הרובוטית שולחים אותות לעשרים אלקטרודות העוטפות שלושה נוירונים באמת זרועו. כשהאותות מופעלים, המוטוריקה העדינה שלו משוכללת מספיק כדי שיהיה מסוגל להרים דובדבן בלי למחוץ אותו.

תוכנית נוספת של DARPA בשם Revolutionizing Prosthetics נותנת מימון לצוות חוקרים באוניברסיטת פיטסבורג שהשתיל שני מערכי אלקטרודות בקליפה המוטורית של אדם המשותק מהצוואר מטה. עכשיו הוא יכול לשלוט בזרוע רובוטית עצמאית באמצעות מוחו. שני מערכי אלקטרודות נוספים, שהושתלו בקליפה הסומטוסנסורית שלו, מאפשרים לו להרגיש את מה שהזרוע מרגישה. הוא מדווח נכונה ובעקביות באיזו אצבע נוגעים באותו רגע, ואומר שהוא מרגיש כאילו התחושה מגיעה מכף היד שלו.

חיוני: אין כמו מגע. תצלום: סיפריאן סאם

לפעמים התחושה עושה את דרכה למוח אבל אינה משנה את ההתנהגות כי החיווט המוחי משובש, כמו במקרה של שבץ או נזק באזור ספציפי של המוח. חוקרי המוח מארק שיבר (Schieber) וקווין מאזוּרק (Mazurek) מאוניברסיטת רוצ'סטר הציגו שיטה שעשויה להצליח לעקוף את ה"קווים" הפגומים האלה. הם אימנו צמד קופים לבצע ארבע פעולות לפי הנחיה, כמו לסובב ידית או ללחוץ על הכפתור. אבל ההנחיה ניתנת באמצעות אות חשמלי שנשלח לאלקטרודות בקליפה הפרה-מוטורית של הקופים, אזור שנמצא בין הקליפות הסנסוריות לקליפה המוטורית, ששולטת בתנועת השרירים. הקופים דייקו כמעט במאה אחוז מהמקרים בפירוש האותות ובביצוע הפעולה הנכונה, אפילו ללא הנחיה הניתנת באמצעות החושים.

חוש המישוש לא רק מתריע בפנינו על נזק גופני ומכוון את תנועותינו. הוא גם עוזר לנו לבנות את עולמנו החברתי

עדיין לא ברור אם לקופים הייתה תפישה חושית מודעת, או אם לבני האדם תהיה תפישה חושית מודעת אם יועבר אליהם קלט באופן דומה. שיבר התייחס לתופעת "הראייה העיוורת", שבה אנשים הסובלים מסוגים מסוימים של נזק מוחי אומרים שהם עיוורים ואינם מסוגלים לתאר שום דבר בשדה הראייה שלהם, אך יכולים, לדוגמה, לנווט בין מכשולים. הם מגיבים לקלט שהם אינם תופשים באופן מודע. מאזורק מציין שאפשר להחדיר אותות לתוך הקליפה הפרה-מוטורית ממצלמה, ממיקרופון או מחלק אחר של המוח שהתקשורת אליו נקטעה.

מובן שחוש המישוש לא רק מתריע בפנינו על נזק גופני ומכוון את תנועותינו. הוא גם עוזר לנו לבנות את עולמנו החברתי. אנחנו חווים חיבה, תוקפנות, ענישה ושיתוף פעולה באמצעות מגע גופני עם הזולת. כשהממשק הקדמוני הזה משתבש, אנחנו עלולים לקלוט באופן מוטעה סימנים הקשורים לרעיונות מופשטים כמו אמון, סמכות ונימוס. מחקרים שנערכו לאחרונה מלמדים על כך שליקויים בחוש המישוש אינם בהכרח מאפיינים משניים של הפרעות הספקטרום האוטיסטי, אלא ייתכן שהם בין הגורמים היסודיים לליקויים חברתיים וקוגניטיביים.

אכילה מהונדסת

"טעם הוא ככל הנראה המערכת החושית החריגה ביותר שלנו, מפני שהיא העמידה ביותר לשינויים או לנזקים", אומר פול בְּרֶזְלין (Breslin), פסיכולוג מאוניברסיטת רטגרס וממרכז מוֹנֶל לחקר החושים הכימיים. בניגוד לתאים שברשתית, בשבלול או בחוט השדרה, קולטני הטעם והריח הם בעלי כושר התחדשות. חוש הריח נוטה להתעמעם עם הגיל. חוש הטעם, לעומת זאת, משתקם תוך שנה גם כשטיפולי הקרנות בסרטן הפה או הגרון מוחקים אותו.

לחוקרים אין מושג איך להחליף את הטעם באמצעות תותבות. אין מפת טעם במוח כפי שיש מפה לחושי הראייה או המישוש

וטוב שכך, כי לחוקרים אין מושג איך להחליף את הטעם באמצעות תותבות. אין מפת טעם במוח כפי שיש מפה לחושי הראייה או המישוש. "אין נקודה אחת במוח שהיא הנקודה שממנה נובע הטעם המתוק", אומר ברזלין. וגם אין מפה כזאת בפה, למרות מה שמלמדים בבתי הספר על מיקומיהם השונים של הטעמים בלשון. אילו הבנו מדוע פקעיות הטעם מתחדשות בקלות רבה כל כך, אולי היינו יכולים להשתמש בידע הזה כדי לגדל מחדש רקמות לב או מוח, או גפיים שנקטעו. נכון לעכשיו, ברזלין יכול רק לתת הסבר טלאולוגי [תכליתי] לכושר ההתחדשות הזה: "בהיעדר טעם, אנשים לא ממש רוצים לאכול, ומי שאינו אוכל – מת".

הטעם לא רק מעודד אותנו לאכול ומרחיק אותנו מדברים רקובים. היבטים לא מודעים של הטעם מנחים את תהליכי העיכול ואת התהליכים המטבוליים. חיישנים הממוקמים לאורך כל צינור העיכול, מהפה ועד למעיים, שולחים אותות לגוף ומודיעים לו מה הוא עומד לספוג. "כשאתם אוכלים ארוחה, אתם סופגים מתקפה של חומרי מזון", אומר ברזלין. למען האמת, די בשטיפת הפה במי סוכר כדי להביא לשחרור אינסולין. ואיוואן פבלוב מצא שכלבים לא יעכלו בשר שהוחדר ישירות לקיבתם בלי לפזר אבקת בשר על לשונם. ציפיות משפיעות על הפרשות אנדוקריניות, על חלבונים ועל התכווצויות השרירים.

חוקרים אף מגלים כעת שלטעם יש תפקיד במערכת החיסון. לאחרונה גילו חוקרים ש-T2R38, קולטן של טעם מר, נמצא בחלק העליון של דרכי הנשימה ושהוא מסוגל לזהות הפרשות של חיידקים מסוימים. בתגובה להפרשות אלה הוא מעודד את הגוף לייצר ריר שיסלק את החיידקים. "רק לפני שנים אחדות היינו אומרים שאלה אזורים מנותקים לחלוטין שאינם מתקשרים זה עם זה", אומר ברזלין על תפקידיהם של חוש הטעם וחוש הריח בחילוף החומרים ובמערכת החיסון. "אבל עכשיו נראה שיש ביניהם קשר הדוק, ושאולי הם אפילו חלק מאותה רשת. מבחינתי זאת תגלית מהפכנית".

שלל טעמים, שלל פיתויים, שלל חידות: אוכל. תצלום: ברוק לארק.

הבנת הקשרים האלה תוכל לסייע לנו בקבלת החלטות הקשורות לבריאותנו האישית ואף למדיניות הציבורית. יותר משליש מהאמריקנים הבוגרים סובלים מהשמנת יתר. מומחים אחדים תולים את האשמה במגיפה ב"אי-התאמה אבולוציונית" בין האינסטינקטים של אבותינו הקדמונים ובין הסביבה המודרנית שאנו חיים בה: האבולוציה נטעה בנו את הדחף לצרוך קלוריות בכל הזדמנות שיש, ולכן הסופרמרקטים והמסעדות המודרניים, עם שפע חומרי המזון שהם מציעים לנו, מציבים אותנו במצב בעייתי. אבל לא יכול להיות שזאת הסיבה היחידה למגיפה: יש הבדלים בין רמות השמנת היתר של המדינות העשירות, ועוני מוביל דווקא לעלייה ברמות האלה, לא לירידה. יש חוקרים שמצביעים על חשיבותה של סוגיית חוסר הביטחון התזונתי בהקשר זה, שכן חוסר ביטחון תזונתי מעודד אותנו לזלול יותר כשאנחנו חרדים לגבי אספקת מצרכי המזון שלנו. כלומר צפוי למצוא שיעורים גבוהים יותר של השמנת יתר באזורים הסובלים מעוני ומאי-שוויון כלכלי, כל עוד אנשים אינם גוועים ברעב. חוקרים מכנים את הטענה הזאת בשם insurance hypothesis ("השערת הביטוח").

אוליביה פֶּטי (Petit), חוקרת שיווק מבית הספר INSEEC למנהל עסקים בבורדו שבצרפת, חושבת שהתגובה ההולמת לכך אינה לשאוף לשליטה עצמית מוחלטת ולהתעלם מכל הפיתויים שהסביבה מציעה לחושים שלנו. "האמת היא שבריא יותר לשלב את המידע החושי בתהליך הוויסות העצמי", היא אומרת. אחת האסטרטגיות בהקשר זה היא להתענג בנחת על המזון שאנחנו אוכלים, גם אם הוא אינו בריא. חוקרים מצאו שכאשר נבדקים מחזיקים משקה קל בטעם תפוז בפיהם במשך זמן כפול פי שניים מהרגיל, הכמות שהם צורכים קטנה בשליש. מה שקורה בפה לא נשאר בפה. כפי שברזלין מציין, הפה מאותת לשאר הגוף מה עומד לרדת בצינור וכך משנה את רמות הרעב שלנו.

גם השימוש בדמיון עשוי לעזור. נבדקים אכלו פחות סוכריות M&M כשהם דמיינו את עצמם קודם אוכלים הרבה, שכן המחשבה הזאת השביעה בעצמה, במידת מה, את הכמיהה שלהם למתוק. בנוסף לכך, יש לנו נטייה לאכול יותר באופן אוטומטי כשמגישים לנו מנות גדולות, אבל פטי מצאה שהנטיה הזאת נעלמה כשנבדקים התבקשו תחילה לדמיין בפירוט את החוויה החושית של האכילה.

חוקרי מזון שואפים להנדס חוויות אכילה טובות יותר. פטי ועמיתיה, למשל, פרסמו בינואר מאמר העוסק ב"טכנולוגיה רב-חושית להעצמת טעם", ובו הם מציינים שצבע של מזון או מידת הפריכות שלו משפיעות על טעמו. החושים, כפי שאנו כבר מבינים היטב, כמעט לעולם אינם פועלים לבד.

מה הטעם בלי ריח?

אנשים שמאבדים את חוש הריח שלהם נעשים מדוכאים יותר, ולהיפך, דיכאון פוגע גם בחוש הריח שלנו

חוש הריח הוא החוש הוותיק ביותר שלנו. אחת המשימות המוקדמות ביותר שלנו כאורגניזמים פשוטים הייתה לזהות מולקולות מועילות ומזיקות בסביבתנו כדי לדעת אם להתקרב אליהן או להימנע מהן. פקעת הריח שבמוח שוכנת לצד אזורים המעבדים רגש. כתוצאה – אף על פי שחוקרים אינם בטוחים בדיוק איזה מנגנון פועל פה – יש קשר הדוק בין הפרעות בתפקוד של חוש הריח לבין הפרעות מצב רוח. אנשים שמאבדים את חוש הריח שלהם נעשים מדוכאים יותר, ולהיפך, דיכאון פוגע גם בחוש הריח שלנו.

לכן לא תופתעו לשמוע שתתרנות (אובדן יכולת ההרחה) והיפּוֹסְמיה (פגיעה חלקית ביכולת ההרחה) מעלות את רמת הדיכאון. אפשר להשתמש בריח כדי לאתר סכנות כמו עשן או גז, וללא היכולת הזאת אנו נעשים חרדים לביטחוננו. אובדן הריח מפחית גם את ההנאה שבאכילה ובחוויית האכילה בחברה. הוא מפחית גם את הדחף המיני, וכן מוביל לחשש מוגבר בנוגע להיגיינה הגופנית שלנו. תתרנים עלולים להרגיש צורך להתקלח מספר פעמים ביום, להפריז בבישום ואף להימנע מיציאה מהבית.

אכן: מה הטעם בלי הריח? תצלום: סיריל סולנייר

הגורמים הנפוצים ביותר לאובדן חוש הריח הם מחלות, זיהומים וחבלה גופנית, אבל בימינו ניצב חוש הריח שלנו בפני איום חדש – זיהום אוויר. מחקרים אחדים מלמדים שתושביהן של ערים עם רמות גבוהות של ערפיח הם בעלי חוש ריח גרוע לעומת תושבי אזורים אחרים. בהשוואה לתושבי מקסיקו סיטי, תושבי העיר טלקסלה, הנקייה יותר, זקוקים לארומות חזקות פחות כדי לזהות קפה ומיץ תפוזים, ומיטיבים להבחין בין אטוֹלֶה לאורצ'אטה, שני משקאות בעלי ריחות דומים. מחקר נוסף שנערך במקסיקו סיטי זיהה הצטברות של תאים בחלל האף המעידה על דנ"א פגום. חוקרים אחרים מצאו נזק שמגיע עד רקמות המוח, וכולל דלקות, שכבת פלאק ואף חלקיקי זיהום שנטמעו בפקעת הריח.

סוגים אחדים של אובדן ריח מגיבים לטיפול באנטי היסטמינים או בסטרואידים מקומיים. חוקרים בוחנים גם טיפולים גנטיים וטיפולים בתאי גזע, שמטרתם להעצים את יכולתה החלקית של המערכת לתקן את עצמה. מתברר שאפשר גם לעזור לאנשים באמצעות עטי סימון [טושים]. במחקר שנערך לאחרונה ביקשו חוקרים מנבדקים שאיבדו את חוש הריח בגלל זיהומים בדרכי הנשימה העליונות, להשתמש ב"מקלות הרחה" – טושים עם ניחוחות קלושים של ורד, אקליפטוס, לימון וציפורן – פעמיים ביום. בכל פעם הם הריחו את כל הטושים ואז חזרו על כך שוב. אחרי ארבעה חודשים השתפר מצבם של 15 אחוז מהנבדקים שהשתמשו בטושים בריכוז נמוך, ושל 25 אחוז מהנבדקים שהשתמשו בטושים בריכוז גבוה. אבל טושים לא יוכלו להושיע את כולם: מתככני ערים צריכים להבין שזיהום אינו רק מערפל את ראייתנו, אלא פוגע באופן יסודי גם בחושים האחרים שלנו.

אמנם המדע יכול לעזור לנו לשקם או להחליף את חושינו האבודים, אבל נדיר שיכולת ההנדסה האנושית משתווה ליכולתו של המוח בהקשר זה. מוטב שנטפח את החושים כל עוד הם תקינים. "הסיפור של התפישה החושית – סיפור מעניין נורא – הוא שמדובר בתוצר של המוח שלנו", אומר איגלמן. "הוא משתמש אך ורק בזרמים חשמליים ובהפרשות כימיות המתחוללים מאחורי הקלעים, ואיתם הוא בונה את כל עולמנו החושי".

מתיו הטסון (Hutson) הוא עיתונאי מדע מניו יורק. הוא מחבר הספר The 7 Laws of Magical Thinking (משנת 2012).

Reprinted from Psychology Today. Copyright 2018 Sussex Publishers LLC.Distributed by Tribune Content Agency.

תורגם במיוחד לאלכסון על ידי תומר בן אהרון

תמונה ראשית: צעצועי שיניים ועוגיות. תצלום: rawpixel ב-unsplash.com

Photo by rawpixel on Unsplash